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仪器特性
在做物理实验时,经常要使用仪器进行一些测量工作,而在测量的过程中,我们首先应该明确和掌握一些和实验相关的基本概念,如仪器的灵敏度、精密度和准确度就是极易混淆的三个概念,弄清这些基本概念的含义及其区别对我们的物理实验操作大有帮助。
仪器的灵敏度
灵敏度是指仪器测量*小被测量的能力。所测的*小量越小,该仪器的灵敏度就越高。如天平的灵敏度越高,每格毫克数就越小,也就是说使天平指针从平衡位置偏转刻度盘的一分度所需的*大质量就越小。又如多用表盘上标的数字“20kΩ/V”就是指的灵敏度,它的物理意义是:在电表两端加1V电压时,使指针满偏所要求电表的总内阻Rv(表头内阻与附加电阻之和)为20kΩ。这个数字越大,说明满偏电流越小,即该表所能测量的*小电流越小,灵敏度便越高。仪器的灵敏度也不是越高越好,因为灵敏度过高,测量时的稳定性就差,甚至不易测量,即准确度就差,故应在保证测量准确性的前提下,使仪器的灵敏度尽量*高。
灵敏度一般是对天平和电气仪表而言,对直尺、卡尺、螺旋测微器等则无所谓灵敏度。
仪器的精密度
仪器的精密度,又简称精度,一般是指仪器的分度值,如米尺的分度值为1mm,其精度就是1mm,水银温度计的分度值为0.1oC,其精度就是0.1oC。仪器的分度值越小,其精度就越高,灵敏度也就越高。
在正常使用的情况下,仪器的精度高,准确度也就高,这表明仪器的精度是一定准确度的前提,有什么样的准确度,也就要求有什么样的精度与之相适应,这也正是用精度来描述仪器准确度的原因,但精度与准确度又是有区别的。
仪器的准确度
仪器的准确度一般是以准确度等级来表示的,如电表的准确度等级是指在规定条件下测量时当指针满偏时出现的*大相对误差的百分比值,如某电表的准确度为2.5级,其意义是指相对误差不超过满偏度的2.5%,即仪器**误差=*大量程χ准确度。如*大量程为0.6A的直流电流表,其*大**误差=0.6Aχ2.5%=0.015A
显然,用同一电表的不同量程测同一被测量时,其*大**误差是不相同的,因此使用仪表时,不同的被测量,要选择适当的量程档位。准确度一般是对电气仪表而言。
总之,我们一定要掌握仪器的灵敏度、精密度和准确度这些基本概念,理解它们的基本内涵,明确它们的具体区别,若能如此,那么将对我们的物理实验操作大有帮助。
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